Izoterm állapotváltozás

Az izoterm állapotváltozás vagy izoterm folyamat olyan állapotváltozás, amely során a termodinamikai rendszer hőmérséklete nem változik.

Az ideális gáz izoterm állapotváltozását a Boyle–Mariotte-törvény írja le: A zárt térben levő, állandó hőmérsékletű gáz nyomása és térfogata fordítottan arányos egymással. Képlettel:

$p\cdot V={\text{állandó}}\,$

A fordított arányosságnak megfelelően a az izoterm folyamat nyomás–térfogat diagramja hiperbola.

Az állapotváltozás kezdő- és végpontján mérhető állapotjelzők közötti összefüggés:

${\frac {p_{1}}{p_{2}}}={\frac {V_{2}}{V_{1}}}\,$

Izoterm állapotváltozás esetén az entalpia és a belső energia nem változik. Ez úgy lehetséges, ha a gáz tágulásakor a terjeszkedéshez szükséges munkával azonos mennyiségű hőt közlünk a rendszerrel. (Ellenkező esetben a gáz lehűlne.) A gáz összenyomásakor viszont a közeg felmelegedne, ezért hogy az eredeti hőmérsékletet megtartsa, le kell hűteni. A külső munka, illetve a közölt vagy elvont hő nagysága egységnyi tömegű közegre:

$q_{12}=L=\int _{1}^{2}p~dV=R\cdot T~\ln {\frac {V_{2}}{V_{1}}}=R\cdot T~\ln {\frac {p_{1}}{p_{2}}}=T\cdot (s_{2}-s_{1})$

Források

• Pattantyús: Gépész- és villamosmérnökök kézikönyve 2. kötet. Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1961.